뇌 오가노이드로 치명적인 뇌염바이러스 치료 방법 찾아

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뇌세포가 바이러스 공격하는 인터페론으로 뇌세포 살려

라크로스 뇌염바이러스에 감염된 뇌 오가노이드를 현미경으로 관찰한 것. 바이러스에 감염된 뇌세포는 녹색, 감염으로 인해 사멸하고 있는 세포는 보라색으로 표시했다. 왼쪽 사진의 뇌세포 조직은 여러 뇌세포가 인터페론을 분비해 바이러스 감염에도 살아남았다(흰색). 반면 인터페론이 잘 분비되지 않은 뇌세포 조직은 대부분 죽어간다(오른쪽). NIAID 제공

미국 과학자들이 뇌 줄기세포로 만든 '미니 뇌(오가노이드)'를 이용해 뇌염이 어떻게 뇌세포를 손상시키는지 밝히고, 감염된 뇌를 치료하는 방법도 알아냈다. 뇌염은 뇌에서 염증이 일어나는 질환이다.

미국국립보건원(NIH) 산하 알레르기및감염질환연구소(NIAID) 연구팀은 그 중에서도 어린이에게 감염될 경우 학습 장애와 기억 장애, 마비, 발작을 일으키고 심각할 경우 사망에 이르게 하는 치명적인 '라크로스 뇌염바이러스'에 대해 연구한 결과를 26일(현지시간) 소개했다.

연구팀은 뇌세포를 쌓아 양귀비 씨앗과 작은 콩 사이 크기인 작은 뇌 오가노이드를 만들었다. 뇌 오가노이드를 이루고 있는 뇌세포는 실제 뇌에서처럼 단순한 반응을 한다. 그래서 실제 뇌를 보지 않고도 뇌 오가노이드를 보는 것만으로도 뇌세포의 반응을 관찰할 수 있다. 과학자들은 뇌 오가노이드를 이용해 뇌에서의 생리적 반응이나, 약물을 적용했을 때 뇌세포의 반응 등을 연구한다.

연구팀은 라크로스 뇌염바이러스를 뇌 오가노이드에 감염시키고 뇌세포가 어떻게 반응하는지 연구했다. 그 결과 뇌세포 대부분이 바이러스에 감염돼 사멸됐다.

그런데 일부 뇌세포가 살아 남았다. 분석 결과 바이러스로부터 살아남은 뇌세포에서는 '인터페론'이 발견됐다. 인터페론은 세포에 침투한 바이러스를 막기 위해 세포가 분비하는 당단백질이다. 뇌세포 중 인터페론을 분비할 수 있는 것들만 바이러스에 대항해 사멸하지 않고 살아남은 셈이다.

연구팀은 라크로스 뇌염바이러스에 감염된 뇌 오가노이드에 인터페론을 인위적으로 24시간 주입하는 실험을 했다. 그 결과 뇌세포들이 사멸하지 않고 살아남는 것을 확인했다.

클라이튼 윙클러 NIAID 만성바이러스감염질환연구소 박사후연구원은 "이 연구 결과를 활용해 치명적인 뇌염을 일으키는 라크로스 뇌염바이러스에 감염되더라도 증상이 나타나지 않고 치료할 수 있는 방법을 연구할 수 있을 것"이라며 "추후 뇌에서 발생할 수 있는 다른 바이러스 감염질환에 대한 치료방법도 뇌 오가노이드를 이용해 연구할 계획"이라고 밝혔다.

이 연구 결과는 국제학술지 '신경염증저널' 18일자에 실렸다.

동아사이언스

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